Multiphase Flow in Porous Media pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Print on Demand

作者:Adler, Pierre M. 编

出品人:

页数:199

译者:

出版时间:1995-11

价格:$ 236.17

装帧:HRD

isbn号码:9780792338178

丛书系列:

图书标签:

Multiphase Flow
Porous Media
Fluid Dynamics
Transport Phenomena
Reservoir Simulation
Petroleum Engineering
Groundwater Flow
Environmental Engineering
Numerical Methods
Capillary Pressure

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具体描述

The study of multiphase flow through porous media is undergoing intense development, mostly due to the recent introduction of new methods. After the profound changes induced by percolation in the eighties, attention is nowadays focused on the pore scale. The physical situation is complex and only recently have tools become available that allow significant progress to be made in the area. This volume on "Multiphase Flow in Porous Media", which is also being published as a special issue of the journal "Transport in Porous Media", contains contributions on the lattice-Boltzmann technique, the renormalization technique, and semi-phenomenological studies at the pore level. Attention is mostly focused on two- and three-phase flows. These techniques are of tremendous importance for the numerous applications of multiphase flows in oil fields, unsaturated soils, the chemical industry, and environmental sciences.

深入探索流体在复杂地质结构中的行为：一场跨学科的工程之旅本书名称： Advanced Characterization and Modeling of Subsurface Fluid Dynamics 图书简介：在当代能源勘探、环境保护以及水资源管理领域，理解和精确预测流体在多孔介质（如岩石、土壤和合成材料）中的复杂流动行为，是至关重要的科学与工程挑战。本书《Advanced Characterization and Modeling of Subsurface Fluid Dynamics》旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一个全面的、前沿的视角，专注于流体动力学在地下系统中的高级表征技术、建模方法和实际应用。本书的构建旨在弥合理论物理学、地球科学和工程应用之间的鸿沟，重点关注那些在传统多相流模型中常被简化或忽略的细微物理机制。我们相信，对孔隙结构异质性、界面现象以及非平衡态过程的深入洞察，是实现更准确地质模拟的基础。第一部分：孔隙尺度表征与微观结构分析本部分聚焦于如何“看见”和量化流体所流经的微观世界。我们首先回顾了多孔介质的基本概念，包括孔隙度、渗透率和比表面积的传统测量方法，并迅速过渡到先进的成像和表征技术。第三章：X射线计算机断层扫描（X-CT）与数字岩石物理详细阐述了高分辨率X-CT技术在三维孔隙网络重建中的应用。重点讨论了如何从数字岩心中提取拓扑结构参数（如连通性、欧拉示性数），以及如何利用流体动力学模拟（如格子玻尔兹曼方法LBM）直接计算出受结构影响的有效输运系数。特别强调了非均匀介质中孔隙级联效应的量化。第四章：同步辐射技术与界面化学本章深入探讨了同步辐射光源在研究流体-固体界面现象中的独特优势。内容涵盖了X射线吸收谱（XAS）和X射线衍射（XRD）如何揭示吸附物种的化学态和空间分布，这对于理解污染物迁移和油气藏中润湿性变化至关重要。讨论了在极端温度和压力条件下（模拟地层环境）进行原位（in-situ）观测的实验装置设计。第五章：声学与电磁学传感方法本章评估了非侵入性的地球物理方法（如地震波传播和地层电导率测量）如何反演孔隙结构的变化。我们详细分析了有效介质理论（Effective Medium Theory）在解释这些宏观观测值与微观结构之间的关系，特别是如何利用频散和衰减特性来区分不同的流体饱和状态和孔隙几何形状。第二部分：先进流体动力学建模与数值方法本部分是本书的核心，它从描述性的模型迈向预测性的、基于物理定律的数值框架。我们不再局限于达西定律的简单应用，而是转向更基础的、考虑非均匀性和非平衡态效应的方程组。第七章：非均质介质中的宏观连续介质模型详细讨论了如何构建考虑孔隙结构各向异性和空间随机性的有效介质模型。重点分析了随机行走理论在模拟复杂渗透率场中的应用，以及多尺度方法（Multi-Scale Methods）如何桥接孔隙尺度模拟结果与宏观工程尺度计算的差距。第八章：动界面与毛管力学的深入分析本章集中讨论了流体-流体界面行为对宏观流动的影响，特别是当流动速度接近或超越特征时间尺度时。涵盖了浸润（Wetting）、毛细管滞后（Hysteresis）的物理机制，以及如何将非平衡毛管力学纳入达西框架的修正项。对“局部非平衡”流动区域的识别和建模进行了深入探讨。第九章：求解复杂系统的高性能计算本章侧重于解决高度非线性、大规模地下流体问题的数值技术。内容包括：基于有限元法（FEM）和有限体积法（FVM）的复杂网格生成技术；处理大规模稀疏线性系统的预处理技术；以及在分布式内存环境中实现高效耦合模拟（如流-固耦合、流-热耦合）的并行化策略。特别讨论了谱方法在处理具有尖锐界面的问题中的潜力。第三部分：关键应用领域的动态过程模拟最后一部分将理论和方法论应用于当前最紧迫的工程问题，强调了动态过程的建模和优化。第十二章：地下碳封存（CCS）中的运移与捕获机制本书用一整章的篇幅来审视二氧化碳注入过程中的关键挑战。这包括CO2在不同压力和温度下的相态变化、二氧化碳与地层水之间的化学反应（矿化作用），以及注入井周围的压力累积效应。重点分析了封存层顶部的CO2羽流（Plume）的长期迁移预测模型，特别是考虑了岩石的应力敏感性对有效渗透率的影响。第十三章：能源储存与开采中的流动稳定性本章聚焦于地热能开采、地下氢气储存（UHS）以及非常规油气开发中的流动不稳定性问题。讨论了热驱动的对流、化学驱动的指进（Fingering）现象，以及如何通过优化注入策略（如控制注入速率和温度）来维持系统的长期稳定性和效率。引入了稳定性和演化理论来预测这些不稳定性的发生阈值。第十四章：污染物迁移与环境修复本书最后讨论了在复杂水文地质环境中预测和控制污染物迁移的挑战。重点是粘性流体（如油污或高浓度盐水）在低速流动下的非线性输运，以及如何利用生物地球化学过程（如微生物降解和吸附）来修正纯物理传输模型。此外，还详细介绍了修复技术（如化学氧化剂注入或生物刺激）的场地尺度模拟方法。目标读者群：本书适合具有扎实的流体力学、渗流力学或地球物理学基础的研究生、博士后研究人员以及在油气、水资源、环境工程、地热能和核废料处理等领域工作的专业工程师。它要求读者对偏微分方程和基本的数值方法有清晰的认识。本书的独特性：《Advanced Characterization and Modeling of Subsurface Fluid Dynamics》的独特之处在于其对微观结构-宏观输运关系的强调，以及对非平衡和动态界面现象的深入数学处理。它不仅教授如何应用已有的模型，更重要的是，引导读者理解并开发能够准确反映复杂地质环境的下一代预测工具。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的物理学角度审视，这本书对热力学平衡与相变的描述达到了极高的水准。作者并没有将相平衡假设为简单的常数，而是引入了吉布斯自由能最小化原理，并结合压力和温度的波动来推导瞬态流动过程中的相态演化方程。书中对非等温多相流动的处理尤为精彩，它将能量守恒与质量守恒紧密耦合，特别是在涉及高温高压条件下的油藏模拟中，这种耦合的精确性至关重要。我注意到书中对界面张力的依赖性也进行了深入探讨，尤其是在涉及超临界流体时的行为，这部分内容极具前瞻性。此外，作者对所使用的本构方程的适用范围做了非常审慎的限定，避免了过度推广理论模型的嫌疑，这种严谨的态度值得称赞。这本书更像是一部学术专著，它迫使读者去思考那些看似基础却常常被工程实践中忽略掉的物理细节，它提升了读者对复杂系统建模的认识层次。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，黑色的背景上印着一行白色的艺术字体书名，给人的第一印象非常专业和严肃。我一直对多相流在多孔介质中的行为充满好奇，特别是在油气开采和环境修复领域，这个问题的重要性不言而喻。这本书的排版很清晰，字体选择也很适中，阅读起来不会感到疲劳。我刚翻阅了前几章，作者对基本概念的引入非常到位，特别是对达西定律的扩展和修正部分，讲解得深入浅出。他们似乎花了不少篇幅来讨论毛细管力的作用机制，这一点非常关键，因为在实际的非均质多孔介质中，毛细管力往往是决定流动模式的主导因素。书中包含了大量的图示，这些图表精准地描绘了液体-液体、气-液体在复杂孔隙结构中的分布情况，这对于我这样的科研人员来说，无疑是极大的便利。我特别欣赏作者在绪论部分对该领域历史发展脉络的梳理，它帮助读者迅速定位当前研究的前沿热点和尚未解决的挑战。整体感觉，这是一本既有深度又有广度的参考书，适合作为研究生教材或专业人士的案头工具书。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间深入研读了这本书关于数值模拟方法的章节，说实话，内容密度非常高，需要反复咀嚼才能完全消化。它详细介绍了有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）在处理多相流方程组时的具体实现细节，特别是对于非线性扩散项和对流项的数值离散策略，作者给出了好几个不同的方案对比，并分析了各自的稳定性和精度。最让我印象深刻的是，书中对于相界面捕捉技术（如Volume of Fluid, VOF）的讨论，不仅停留在理论层面，还展示了如何在特定计算框架下进行代码优化以提高计算效率。这对于我们日常进行大规模模拟工作来说，提供了宝贵的实践指导。不过，我得坦诚地说，对于初学者而言，这部分内容可能略显吃力，可能需要读者先具备扎实的数值分析背景。书中的数学推导非常严谨，每一步公式的转换都有清晰的逻辑支撑，体现了作者深厚的学术功底。尽管阅读过程需要高度集中注意力，但每攻克一个难点，都会有一种豁然开朗的成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献部分简直是一座宝库，我光是根据书末列出的早期经典文献，就找到了一些我之前遗漏的重要研究成果。编辑和排版的质量也值得一提，几乎没有发现印刷错误，图表的清晰度和标注的规范性都达到了出版界的顶级水准。作为一名需要跨学科知识储备的研究者，我发现这本书成功地搭建了流体力学、岩土工程学和化学工程之间的桥梁。例如，它在探讨污染物在饱和与非饱和土壤中迁移时，巧妙地结合了土壤水力学和化学吸附动力学。我个人认为，对于那些希望从基础理论到前沿应用全面掌握多相流介质研究的学者来说，这本书是不可或缺的工具。它不仅提供了解决现有问题的工具箱，更重要的是，它激发了我们去探索未来可能出现的新型复杂介质流动现象的思考，其知识的深度和广度，远超一般教科书的范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常具有匠心，它并非简单地罗列公式和理论，而是紧密围绕实际工程应用展开叙述。例如，在讨论地下水污染迁移的案例时，作者构建了一个包含多尺度孔隙结构的简化模型，并详细分析了不同渗透率梯度对污染物羽流扩散路径的微妙影响。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的叙事方式，让原本抽象的物理过程变得具象化和可理解。我尤其关注了其中关于提高油气田采收率（EOR）技术中，注入流体对剩余油驱替效率的分析部分。书中对比了蒸汽驱、化学驱和混相/非混相驱替的适用条件和机理差异，这为我正在进行的项目提供了直接的参考依据。该书对多孔介质的岩性特征，如粘土矿物含量、孔隙喉道尺寸分布的描述也非常细致，强调了微观结构对宏观流动行为的控制作用。读完这些章节，我感觉对如何设计更有效的地下工程方案有了更系统化的认识，不再是零散知识点的堆砌。

评分☆☆☆☆☆